Modelação de um mastro com o administrador de blocos

Artigo técnico

As torres trianguladas fazem parte das construções em aço correntes. Exemplos desse tipo especial de estrutura porticada são mastros de antenas e linhas de alta tensão ou pilares para sistemas de geração eólicas, funiculares e estruturas de andaimes. A modelação pode ser realizada individualmente no RFEM e no RSTAB através da entrada dos diferentes elementos dos mastros. Para tal, estão disponíveis várias funções de cópia e possibilidade de entrada paramétrica. No entanto, este procedimento requer um esforço considerável. A modelação torna-se mais confortável através da utilização de elementos pré-fabricados e catálogos do chamado administrador de blocos, que estão automaticamente disponíveis após a instalação do programa. Assim, é possível selecionar ligações de mastros, plataformas, suportes de antena, condutas de cabos e muitos mais, em forma de elementos parametrizados para a posterior criação de diferentes estruturas de mastros.

Nos módulos adicionais RF-/TOWER existem opções especiais para a modelação e o dimensionamento de torres trianguladas. Este artigo descreve, no entanto, a modelação de uma torre triangulada simples com elementos parametrizados do catálogo do administrador de blocos. A estrutura do mastro é constituída por dois segmentos e uma plataforma.

Administrador de blocos

O administrador de blocos pode ser aberto através do menu "Ficheiro" → "Administrador de blocos" ou através de um clique no respetivo botão na barra de ferramentas. O administrador contém diferentes elementos catalogados, que facilitam a modelação de objetos de barras e superfícies.

Figura 01 - Abrir administrador de blocos com elementos de catálogo

Segmento de torre inferior

Para a construção na parte inferior do mastro tem de ser definida a seguinte categoria de catálogo:
"Mastros" → "Segmentos de mastros" → "Retangular".
Na lista à direita pode depois ser selecionado o tipo TSR038.

Figura 02 - Selecionar bloco TSR038

Um clique duplo nesse tipo de bloco abre o diálogo "Inserir bloco".

Figura 03 - Definir parâmetros do bloco TSR038

Geralmente, as torres trianguladas são constituídas por perfis de cantoneiras. As secções e o material pré-definidos podem ser ajustados (com um clique na linha da secção transversal é possível ver onde ela é utilizada). Todavia, neste exemplo as secções não são alteradas.

A altura do segmento deve ser alterada para 5,50 m. A modificação do parâmetro é atualizada no gráfica de forma dinâmica.

Um ponto na base do segmento é adequado como "Ponto de inserção do bloco", por exemplo o nó 6. O número do nó pode ser selecionado na lista ou definido graficamente através de um clique do ponto de base. O botão [OK] tranfere depois o modelo para o RFEM/RSTAB.

Platforma

Para selecionar a plataforma é necessário abrir novamente o administrador de blocos. Para lá chegar, tem de ser definida a seguinte categoria de catálogo:
"Mastros" → "Plataformas" → "Para mastros de quatro lados" → "Plataformas exteriores" → "Retangular"
Do lado direito pode depois ser selecionado o tipo PRR000.

Figura 04 - Selecionar bloco PRR000

Figura 05 - Definição de parâmetros do bloco PRR000

No diálogo, os parâmetros da plataforma a e b têm de ser reduzidos cada um para 2,00 m,  para adaptar as dimensões ao segmento colocado previamente (ver Figura 03). Alternativamente, é possível selecionar as distâncias graficamente no RFEM/RSTAB. Isto pode ser feito através do botão […], que aparece após a ativação do campo de entrada.

A "Posição global do ponto de referência" deve ser alterada para o ponto 1. O número do nó, no qual a plataforma deve ser inserida, pode ser selecionado na lista ou determinado graficamente no modelo do mastro. Clicando em [OK] a plataforma é transferida para o RFEM/RSTAB. 

Segmento de torre superior

Novamente, a parte superior da estrutura do mastro é criada com auxílio do administrador de blocos:
"Mastros" → "Segmentos de mastros" → "Retangular"
Agora a seleção recai sobre o tipo TSR035c.

Figura 06 - Seleção do bloco TSR035c

Figura 07 - Definição dos parâmetros do bloco TSR035c

Como "Ponto de inserção do bloco" deve ser definido o nó 2. A seleção pode igualmente ser através do gráfico com um clique no ponto de base da frente.

A "Posição global do ponto de referência" deve ser definida de novo para o ponto 1.

A altura h tem de ser alterada para 4,00, as distâncias inferiores a2 e b2 para 2,00 m e as distâncias superiores a1 e b1 para 1,00 m.

Após confirmar em [OK], o modelo fica idêntico ao representado na Figura 08.

Figura 08 - Modelo de mastro no RSTAB

Ao combinar os blocos podem surgir nós com coordenadas idênticas. Para limpar o modelo é, por isso, necessário fazer uma verificação nesse sentido:
"Ferramentas" → "Verificação do modelo" → "Nós idênticos"

Figura 09 - Limpar nós idêmticos

No diálogo "Nós idênticos" são apresentados os nós sobrepostos. O diálogo oferece também a possibilidade de unir esses nós.

O modelo do mastro pode de seguida ser completado com mais elementos do catálogo como suportes de antena, condutas de cabos, travessas ou contraventamentos. Estes elementos também estão armazenados com parâmetros.

Resumo

As torres trianguladas podem ser modeladas de forma simples e confortável graças aos elementos parametrizados dos catálogos do administrador de blocos. A biblioteca de componentes pode também ser complementada com elementos definidos pelo utilizador, sendo possível criar rapidamente modelos recorrentes a partir dos blocos.

Como alternativa, existe a possibilidade de usufruir dos módulos adicionais RF-/TOWER, que estão talhados para o planeamento e dimensionamento de mastros. Estes módulos permitem igualmente determinar as exigências específicas da aplicação de cargas. Os módulos adicionais RF-/TOWER são apresentados num seminário web.

Literatura

[1]  Eurocódigo 3: Projeto de estruturas em aço - Parte 3-1: Torres, mastros e chaminés - Torres e mastros; EN 1993-3-1:2006 + AC:2009
[2]  Manual do RF-/TOWER. Tiefenbach: Dlubal Software, Agosto 2017. Download

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